正三棱锥

正三棱锥

数学立体几何术语
正三棱锥是锥体中底面是正三角形,三个侧面是全等的等腰三角形的三棱锥。正三棱锥不等同于正四面体,正四面体必须每个面都是全等的等边三角形。
    中文名:正三棱锥 外文名:regular triangular pyramid 定义:正三棱锥不等同于正四面体 特点:锥体中底面是等边三角形 性质:底面是等边三角形 底面中心:也是重心、垂心、外心、内心

定义

底面是正三角形。n顶点在底部的投影是底部三角形的中心。

性质

底面是等边三角形。n侧面是三个全等的等腰三角形。n顶点在底面的射影是底面三角形的中心(也是重心、垂心、外心、内心)。

常构造以下四个直角三角形(见图):

斜高、侧棱、底边的一半构成的直角三角形;(含侧棱与底边夹角)

高、斜高、斜高射影构成的直角三角形;(含侧面与底面夹角)

高、侧棱、侧棱射影构成的直角三角形;(含侧棱与底面夹角)

斜高射影、侧棱射影、底边的一半构成的直角三角形。

说明:上述直角三角形集中了正三棱锥几乎所有元素。在正三棱锥计算题中,常常取上述直角三角形。其实质是,不仅使空间问题平面化,而且使平面问题三角化,还使已知元素与未知元素集中于一个直角三角形中,利于解出。

正三棱锥:底面是正三角形,顶点在底面的射影是底面三角形的中心的三棱锥(正三棱锥不等同于正四面体,正四面体必须每个面都是正三角形)

相关计算

基本公式

h为底高(法线长度),A为底面面积,V为体积,L为斜高,C为棱锥底面周长有:三棱锥棱锥的侧面展开图是由4个三角形组成的,展开图的面积,就是棱锥的侧面积,则 :(其中Si,i= 1,2为第i个侧面的面积)S全=S棱锥侧+S底S正三棱锥=1/2CL+S底V=1/3A(底面积)*h。

三棱锥体积公式证明

如图,这是一个一般的三棱柱ABC-A'B'C',它的体积可以分为三个等体积的三棱锥,即三棱锥C-A'AB,三棱锥C-A'B'B,三棱锥A'-CB'C'.因为三棱柱的侧面A'ABB'是平行四边形,所以△A'AB的面积=△A'BB'的面积,即其中三棱锥C-A'AB与三棱锥C-A'B'B的底面积相等,它们两个的顶点都是C,即C到它们底面的距离都相等,所以三棱锥C-A'AB与三棱锥C-A'B'B的体积相等。而三棱锥C-A'B'B也可以看作是三棱锥A'-BCB',且三棱锥A'-CB'C'与三棱锥A'-BCB'的底面积相等(即△BCB'与△B'C'C的面积相等),且它们两个的顶点都是A',即A'到它们底面的距离都相等,所以三棱锥A'-CB'C'与三棱锥A'-BCB'的体积也相等,故三棱锥C-A'AB,三棱锥C-A'B'B,三棱锥A'-CB'C'的体积都相等,由此可见,一个三棱柱的体积等于三个等体积的三棱锥体积之和,即V三棱锥=1/3S·h.2三棱锥公式。

海伦秦九韶体积公式

已知三棱锥棱长求其体积的体积公式。

任意一个三棱锥或者说四面体,其棱为a,b,c,d,e,f,其中a与d,b与e,c与f互为对边,那么有三棱锥(四面体)的体积公式

正四面体内切球心

为内切球心在顶点与底面重心的连线的距底面1/4处

相关计算:因为正三棱锥底面为正三角形,所以高线位于任意顶点与底边中点连线,又三线合一,所以重心位于高线距顶点2/3处,即可算出顶点与重心的距离,又知正三棱锥边长,即可根据勾股定理算出圆心所在直线(即顶点与底面重心的连线)的长度,即可算出底面与球心的距离(即内切球半径)。

正四面体外接球心

外接球心在顶点与底面重心的连线的距顶点3/4处

相关计算:和计算内切球心一样算出圆心所在直线(即顶点与底面重心的连线)的长度,即可算出顶点与球心的距离(即外接球半径)。

补充高考可能用到的数据(如图)

对于棱长为a的正四面体,有:

侧面高(斜高)为(a√3)/2

高为(a√6)/3

内切球半径(a√6)/12

外接球半径(a√6)/4

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